“妈妈，我想买辆柴油的哈弗H5！皮实耐操走天下！”
上面两张图，可以说概括了很多年轻人的“柴油车之梦”是如何断送的。上一期黑科技，我们带大家领教了马自达HCCI把原本的柴油压燃移植到汽油机上面，这次我们就来看看柴油发动机是如何“逆袭”的。
提起柴油发动机，大家的第一反应往往是公路上笨重的卡车和田野间的手扶拖拉机。粗野的扭矩、巨大的噪音和滚滚的黑烟成了国人对柴油机的一贯印象。殊不知时光荏苒，工程师们对柴油机的研究如同汽油机一样，从未停歇。目前，世界上领先的乘用车柴油机技术，已经完全颠覆我们对其固有的观念了。在此方面，国内推出的乘用车柴油机有欧意德、华泰等品牌，国外做得比较好的有奥迪TDI、路虎的TD系列等。
为什么“粗放”的柴油机能用到豪华车型上面？为什么我们国内却很少见到高端柴油机车型？今天的@汽车黑科技，我们准备了十足的干货，和大家分享目前柴油机上面搭载的各种牛叉技术——事实上，现在的柴油发动机早已不是我们印象中的那个样子。
柴油机是怎么工作的？
黑科技有必要先向大家简单介绍一下柴油机的工作原理。目前，绝大多数乘用车上面使用的是四冲程柴油机，而二冲程柴油机则更多使用在大型货车、拖拉机上面。如果大家了解自家车的汽油机工作过程的话，那么四冲程柴油机就不难理解了。
四冲程柴油机的工作原理与汽油机类似，每个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个行程组成。不同之处是，由于柴油的燃点较低（220℃），因此不需要点火装置，采用压燃的方式即可点燃缸内的燃油混合气，所以柴油机的压缩比普遍较高，在16-22之间。
高压缩比带来更大的噪音，最直观的感受莫过于拖拉机“突突突”的那种霸气，连喇叭都省了。另一方面，高压缩比加上柴油本身的特性，也使得柴油机在低转速状态下的扭矩明显高于汽油机，我们通常所说的“柴油机有劲”根源就在于此。但转速升高后（一般为3000rpm），柴油机扭矩明显下降，功率也达到峰值，无法再提高。
柴油中碳原子含量较高，且成分复杂，导致传统柴油机燃油利用率不高。由于燃烧不完全，排放物中氮氧化物、含硫化合物、含碳颗粒物的含量也非常高，“冒黑烟、气味大”正是这个原因。
总结起来，传统柴油机有如下特点：
1、压燃方式→压缩比高→低转高扭，噪音、震动大
2、柴油含碳量高→能量密度大→油耗低
3、成分复杂+压燃方式→燃油利用率低、排放问题
这样看来，貌似柴油机只适合粗暴的大货车嘛。可为什么奥迪、路虎等厂商多年来一直在坚持柴油机，并且将排量拓展到14L-60L上呢？因为工程师们坚信，柴油机可以在保证低油耗高扭矩的优势下，变得更精致、更清洁，而且他们做到了。那我们就来看看，先进的柴油机使用了哪些技术，从“傻大黑粗”变成“小家碧玉”。
燃油喷射有门道
·高压共轨
这项技术到现在已经有14年历史了，其作用之大不得不提。所谓高压共轨，简单来讲就是让燃油喷入各气缸之前，先在一条筒状的高压蓄力器中“逗留”一下，压力得到提高达到接近2000个大气压，并保证分布均匀，然后再流向喷油器。共轨和喷油器都连接着汽车的大脑——ECU，由其决定最佳的喷油时间、喷油量。
共轨技术另一个贡献在于，它将压力的生成与燃料的喷射分离开来，工程师能够对所有喷射自由配置，为开发设计带来很大的自由度。例如，奥迪的TDI柴油机可以将每个工作循环的8种喷射进行分类，2次预喷射使得燃烧更加安静，1次主喷射提供主要动力，5次后喷射能够减少污染物排放。
·压电式喷油器
高压共轨系统使得燃油压力非常高，因此需要极其精确的喷油装置才能Hold住，压电式喷油器就是最好的搭配。该喷油器的核心结构是压电执行器里的上百层压电晶体。
在对晶体施加电压时，单片晶体略微膨胀，在千分之一秒内迅速改变结构。上百个压电晶圆在喷油器中堆叠起来，产生明显的量变，顶开下方的喷油器针阀，这种传导中间没有机械连接，最为直接。这种压电喷油器的响应速度是传统喷油器的4倍，可以更加精准地配合共轨，控制喷油。同时，喷油孔的直径只有01mm，以此保证喷入气缸中的燃油雾化良好。
也就是说，共轨技术组合在很大程度上改善了柴油机“傻”的问题。
涡轮增压的发掘
·双涡轮增压+电子涡轮辅助
对于增压技术的发掘，似乎永远没有止境，柴油机亦是如此。
以柴油机中的新TDI机型为例，其30TDI使用了串联的双涡轮增压器，来弥补柴油机在高转速情况下动力的不足。转速低于2500rpm时，具有可变截面技术的小涡轮增压器完成大部分的增压工作。从大约2500rpm起，转换阀开始打开，小涡轮增压器逐渐将主要增压工作转交给大涡轮增压器。在转速为3500-4000rpm时，阀门完全打开，这时只有大涡轮增压器在增压。
如何让发动机在怠速起步阶段，转速很低的情况下也能有良好的动力输出呢？奥迪颇具创新地想了这么一个点子——电子涡轮。该装置相当于一台压气机，由电机驱动，位于中冷器的下游。在大多工作状态下，空气不会流经此处，只有在较低的发动机转速下，废气能量较低时，旁通阀关闭，空气才会流经此处加压。由于是电力驱动，工程师专门为这台电子涡轮提供了一个48V电路，并结合制动能量回收功能。
加装电子涡轮后，这台30TDI发动机的峰值扭矩由580Nm提高到了750Nm，转速点也由1400rpm提前至1250rpm，扭矩峰值和平台的提升还是很明显的。
·VTG可变涡轮截面
上面提到小涡轮增压器具有可变涡轮截面技术，这里有必要展开一下。涡轮增压器的工作原理想必大家多少都了解，那么可变截面又是什么意思呢？原来，在涡轮的四周，有一圈导流叶片，废气经过导流叶片后才会吹向涡轮。当驾驶员深踩油门时，导流叶片会在机械压感的作用下发生旋转，叶片间的夹角变小，这样一来能量不高的废气经过叶片后流速会提高，以更高的速度吹向涡轮，让涡轮更快地被催动起来。简单理解，就好比外面刮着柔和的风，如果你的窗户开得很大，吹进来的风也就很轻柔；如果窗户只留一道缝，你会发现进来的风速变快了。
可变截面涡轮（VTG）在保时捷的跑车上面也有搭载，是汽油机技术，现在已经推广到了柴油机，可见柴油机还有进一步挖掘的潜能。
排放控制
·SCR催化转化器
SCR指的是针对废气中的氮氧化物进行催化还原。途中红色球为NOx，灰色为碳颗粒，蓝色为氨气，绿色为生成的氮气。工作时，AdBlue溶液（蓝色）从贮槽喷射到SCR催化转换器中。这种水溶性添加剂在热废气中分解，生成氨气，将氮氧化物转化为无害的氮气和水。奥迪在新款30TDI发动机中将SCR催化转换器与柴油颗粒过滤器结合在了一起。由于在0℃以下时，AdBlue溶液会凝固，因此奥迪为催化转化器配置了电加热功能。
多说一句，AdBlue这种添加剂，我们通常叫它尿素。名字不好听，可确实对氮氧化物的排放抑制贡献了不少。另外，AdBlue是消耗品，日常用车中不要等到耗尽了再去添加。去年大众在美国排放作弊折戟沉沙，吃了公司有史以来最大的一次亏，实际上就是在通过软件规避SCR的启动，因为这个装置会提高用户的养车成本。
为何先进柴油机在国内遇尴尬
相信大家对目前的柴油发动机也有了一番新的认识。柴油机目前的技术水平、复杂程度、环境友好度，已经不亚于汽油机了。同时，它还保留柴油机特有的优势——低转速下动力强劲、油耗比同排量汽油机低30-40%，甚至达到某些混合动力车型的水平。实际上，目前欧洲公路上60%的车型使用的都是柴油机，但这个数字在我国只有1%。
像TDI这样的柴油机，欧6标准都能达到，中国的排放标准自然不在话下。可为何我们很难在城市中见到柴油轿车呢？主要原因有以下两点：
·一线大城市对柴油车政策过紧
像北京这样的城市，柴油乘用车政策“一刀切”，管你什么技术，只要烧柴油，统统不能上牌。若是坚持上了外地牌照，进京问题又随之而来。繁杂的手续、高约束的用车规定让很多人对柴油车望而却步，无奈最终选择了汽油车。对此，奥迪、起亚、双龙等国内外厂商也束手无策。
有了技术，有了消费需求，我们等到了市场，却还要等政策。
·我国柴油油品问题
大城市有购买限制，小城市没有吧？别急，我们的油品也是个大问题。先进的柴油机技术对油品的要求是比较严格的，而我们的柴油往往不能达到要求，具体表现为杂质和硫化物的含量偏高，这一点开车的朋友想必有切身体会。以我国现在的柴油油品，也只能满足公路上粗放、落后、低效的柴油机。
提高油品是最直接的办法，但要先问石化企业。这不是简单说说的事，要提高油品，在炼油的环节就要入手，升（jin）级（kou）设备。这是一项动辄几十亿上百亿的投资，并非一朝一夕就能完成。
@汽车黑科技认为，这两点原因相互间也是有牵制的。在政府看来，油品不提升，再好的柴油机技术也难以达标，所以我不会解禁；而在石化企业看来，政府不放宽柴油乘用车禁令，我何必投巨额资金提升油品？
希望有一天，我国的“三桶油”不仅价格，品质也能和国际接轨。回到技术，尽管目前国内现状尚不能完全满足先进柴油机的工况需求，但能看到柴油机在动力、排放方面的巨大进步，这本身就是一件值得高兴的事情。
柴油发电机组有哪些品牌好可以选择？
柴油机水泵，又或为柴油机动力型驱动泵。泛指以柴油机为动力，泵组通过弹性联轴器由柴油机驱动的泵。具有先进合理的结构，效率高，汽蚀性能好，振动小，噪声低，运行平稳、可靠和装拆方便等优点。
柴油机水泵起动前使用操作要求
在准备首次起动柴油机水泵时，检查所有设备的安装情况，按下列要求进行启动
从加油口向柴油机和水泵悬架内注入机油，并用油尺检查油位，符合要求高度。
从膨胀水箱向柴油机内加入冷却水，水位到2/3膨胀水箱高为宜。
在油箱内装入柴油，压动排气手压泵，让柴油通过过滤器进入机内。
连接水泵进出口管道及闸阀，关闭出水管路的闸阀，出口压力表和真空压力表。
向水泵及进水管灌水或真空引水，并排空内部空气。
打开外循环冷却水阀门。
常见进口柴油发电机组品牌
一、美国康明斯发电机
美国康明斯发起机公司始建于1919年，主要消费发电设备、工业及汽车 等行业用发起机。其产品以优越的性能，杰出的质量，合理的价钱，忠实的 效劳普及世界各地，深受广阔用户的喜欢。美国康明斯柴油发电机组——采用原装康明斯动力设备，配备优质品牌 电机，节能，耐用，安全，维修方便。实为企事业单位备用发电机的上上之 选。
二、美国卡特彼勒发电机
卡特彼勒在设备的设计、开发研讨上，投入了大量的人力、物力，使得CAT 产品在质量和性能上不时跃升。美国卡特彼勒柴油发电机组是行业内独一从 发起机、发电机、控制系统及一切部件均由卡特彼勒公司一家厂家统一设计 、制造、测试及保用，是目前全球较优质的发电机产品。
三、 瑞典VOLVO/沃尔沃发电机
沃尔沃是具有一个120多年历史的跨国巨企，雄居世界500强的企业。其高性 能指标、高牢靠性、环保性、低噪音、容易装置、良好的高原顺应才能等特 性在应用中倍受行业推崇。沃尔沃专业从事重型机械、卡车、汽车、轮船的 制造。从产量靠前的重型卡车到世界三大奢华轿车之一的沃尔沃汽车;从十 万吨的油轮到出名世界的VOLVO-PENTA柴油发起机，重型动力范畴无处不见 VOLVO-PENTA的风采。 今天，凝聚了世界较动力工程师杰出灵感的 VOLVO-PENTA发起机俨然成为了国际柴油发起机的代名词。
四、日本三菱发电机
三菱公司从1917年创建的那天起，三菱重工不时的开发和发明容量由05马 力至56400马力的各种型号的柴油发起机，以满足客户的普通用处和专业用 处，"置信明天"这个三菱重工的企业思想，就是立足于以公司的先进技术来 改善一切人的生活。三菱重工的柴油机与其三菱航天科技、三菱核能技术、三菱军工设备等一样 具有时期先进技术的代表性，其杰出的质量是用户信任的保证。
五、英国珀金斯(劳斯莱斯)发电机
1932年的Perkins珀金斯公司是世界较早消费发起机公司的公司之一。所消 费的以柴油和自然气作为燃料的发起机因其经济性，牢靠性和耐久性的优点 在各行业当中得到普遍的推行和应用。如汽车、工程机械、农业机械、工业 用发电机组及船舶等。产品方面有100、3152、4236、1000、1300、2000 、3000和4000系列。其中2000和3000系列出自享誉世界，在机械动力范畴较 具权威之一的英国ROLLS-ROYCE(劳斯莱斯)公司的设计及制造。国外进口发电机十大品牌你知道多少
六、 德国MTU/奔驰发电机
MTU公司的主要产品为重载柴油机(单机功率35至7400KW)，燃气涡轮发起机 ，发起机电子管理系统及电子监控系统和重载变速箱。1997年初，MTU公司 向市场推出较佳产品：2000系列及4000系列发起机。
常见国产柴油发电机组品牌
一、玉柴系列简介
广西玉柴机器集团有限公司总部位于广西玉林市，前身"玉林泉塘工业社"成立于1951年，是一家以多元化产业经营为主导的大型现代化企业集团，拥有30多家全资、控股、参股子公司，员工2万多人，总资产365亿元。 玉柴与博世、卡特彼勒、瓦锡兰等国际技术及服务供应商签署战略合作协议，形成以自主研发技术为核心、对接世界前沿技术、借力外部、服务内部的产品技术研发平台。先后承担了重型商用车柴油机技术开发，参与33项国家并对行业制定标准。成为我国第一家实现排放达到国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ标准柴油机并批量生产和投放市场的企业。
二、华全系列简介
山东华全动力股份有限公司是潍柴、玉柴、上柴、济柴、康明斯、帕金斯发动机和斯坦福发电机的OEM工厂。公司把质量作为企业生存的根本，先后通过了ISO9001-2000等多个认证体系并拥有自主进出口权，公司采用先进技术使产品结构设计合理、耐用、噪音小、油耗低、启动快、性能可靠;并通过先进的HSJF-3全自动交流发电机组性能检测设备，对机组各项性能指标进行严格检测，确保产品出厂合格率达到100%。同时公司还特别注重售后服务体系的建立，解决了广大国内外客户的后顾之忧。
三、上柴系列简介
上柴股份是目前国内发动机行业一线品牌，公司前身是上海柴油机厂，从事发动机行业已有67年历史，1993年改制发行上市，公司成立以来一直致力从事发动机及零部件、柴油发电机组的研发、制造、销售为一体的经营模式。 上柴股份SC系列柴油机有：SC4H、SC8D、SC7H、SC9D、SC12E、SC15G、SC27G、SC33W系列产品。
四、济柴系列简介
济柴柴油发电机组属于大型柴油发电机组，由国家大型企业济南柴油机厂生产，济柴柴油发电机组型技术成熟，性能稳定，长期为我国石油行业提供装备及军用设施的使用，特别适应野外施工和恶劣环境下使用。 190系列柴油机是中国唯一的大功率内燃机金牌产品，技术成熟、性能稳定、启动迅速、易于操作、零配件易购、维修方便等特点，能够在海洋、高原、沙漠、高寒等恶劣环境中正常工作，装备了中国90%以上的石油钻井队。长期为我国石油钻探、工矿机车、工程机械、舰艇渔船(包括各种工程船、运输船、客轮、渔政船、渔船、军舰主辅机动力)及发电设备提供装备。
五、潍柴系列简介
中德合资潍坊潍柴柴油机有限公司由潍坊柴油机厂与德国道依茨股份公司合资组建，成立于1998年1月15日。优势列全国前茅。 德国道依茨公司是世界著名内燃机发明者尼古劳斯奥古斯特奥托先生于1864年创建的世界第一家发动机厂，至今在柴油机开发、制造领域居世界领先地位，年销售额为37亿德国马克。 中德合资潍坊潍柴柴油机有限公司由中华人民共和国工商行政管理局注册，为内燃机行业先进技术型和规模较大的"三资"企业之一，年产DEUTZ(道依茨)226B系列柴油机25000台。 所生产柴油机主要配套工程机械、混凝土拖泵、汽车、发电、船舶等领域。
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